JP6694270B2 - 指針駆動用モータユニットおよび指針駆動用モータユニットの制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る多機能電子機器1の構成を示す構成図である。なお、多機能電子機器1とは、例えばスマートウォッチである。図1に示すように、多機能電子機器1は、発振回路2、操作部3、主制御部4、第1指針駆動用モータユニット5、第2指針駆動用モータユニット6、第3指針駆動用モータユニット7、第4指針駆動用モータユニット8、付加ユニット9、および通信部10を備えている。また、多機能電子機器1は、利用者の腕等やその他の被固定箇所への装着用に用いられるベルト12(図4)を備えている。なお、多機能電子機器1は、端末20と通信して、情報の送受信を行うようにしてもよい。端末20は、例えばスマートフォン等の携帯端末、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、携帯ゲーム機器等である。
なお、図1に示した例では、多機能電子機器1が、複数のユニットを備える例を示したが、多機能電子機器1は、複数のユニットのうち、少なくとも第1指針駆動用モータユニット5を備えていればよい。
また、第1指針駆動用モータユニット5には、第2指針駆動用モータユニット6、第3指針駆動用モータユニット7、第4指針駆動用モータユニット8、および付加ユニット9それぞれが、接続されている。
第1指針駆動用モータユニット5と第2指針駆動用モータユニット6が時刻を表示し、第1指針駆動用モータユニット5が分と時刻を表示し、第2指針駆動用モータユニット6が秒を表示する。第3指針駆動用モータユニット7と第4指針駆動用モータユニット8は、クロノグラフ機能による計時経過や計時結果を表示する。付加ユニット9は、利用者によって設定された時刻にアラーム音を報知する。
発振回路2は、例えば32.768kHzの水晶振動子を備え、この水晶振動子が発生させた信号を分周して基準信号を生成し、生成した基準信号を主制御部4に出力する。なお、基準信号はクロック信号と同義である。
操作部3は、例えば竜頭、ボタン等である。操作部3は、利用者が操作した操作結果を主制御部4に出力する。操作結果には、例えば時刻合わせ指示、クロノグラフの計測開始指示、クロノグラフの計測終了指示、クロノグラフの表示をリセットする指示、アラームの設定時刻等が含まれている。
第1指針駆動用モータユニット5は、例えば短針である第1指針58Aと長針である第2指針58Bが同軸に配置されて、分と時を表示する時刻表示可能なユニットである。第1指針駆動用モータユニット5は、主制御部4がコマンドに応じて、各ユニットが備えるモータ(57A、57B、67、87)または報知部99を駆動する駆動信号を、記憶部55が記憶している情報を用いて生成する。第1指針駆動用モータユニット5は、コマンドに含まれる制御対象のユニットを示す情報が自ユニットである場合、生成した駆動信号によって第1指針駆動用モータユニット5の第1指針58Aと第2指針58Bを運針する。第1指針駆動用モータユニット5は、コマンドに含まれる制御対象のユニット(第2指針駆動用モータユニット6、第3指針駆動用モータユニット7、第4指針駆動用モータユニット8、および付加ユニット9)に、生成したコマンドを出力する。
また、主制御部4が所定の時間以上、コマンドを出力しない場合、第1指針駆動用モータユニット5は、主制御部4が出力するSCLKまたは発振回路54が生成した基準信号を用いて計時を行って第1指針58Aと第2指針58Bを運針し、さらに第3指針68を駆動するための駆動信号を生成して、生成した駆動信号を第2指針駆動用モータユニット6に出力する。
また、入力部52は、主制御部4との例えば接続端子である。
発振回路54は、制御部56が用いる基準信号を生成し、生成した基準信号を制御部56に出力する。
第1指針58Aは、例えば短針であり、短針は例えば時針であり、支持体51に回転可能に支持されている。第2指針58Bは、例えば長針であり、長針は例えば分針であり、支持体51に回転可能に支持されている。
第2指針駆動用モータユニット6は、例えば秒を表示するユニットである。第2指針駆動用モータユニット6は、第1指針駆動用モータユニット5が出力した駆動信号に応じて、第3指針68を駆動する。第3指針駆動用モータユニット7と第4指針駆動用モータユニット8は、例えばクロノグラフの計時経過や計時結果を表示するユニットである。第3指針駆動用モータユニット7は、第1指針駆動用モータユニット5が出力した駆動信号に応じて、第4指針78を駆動し、第4指針駆動用モータユニット8は、第1指針駆動用モータユニット5が出力した駆動信号に応じて、第5指針88を駆動する。
付加ユニット9は、報知を行うユニットである。付加ユニット9は、第1指針駆動用モータユニット5が出力した駆動信号に応じて、報知部99を駆動する。
支持体91は、基板、ベースとなる地板、地板上に配置された部品を反対側から抑える受板、その他ケース部等を含む。地板上に基板が配置され、基板上に、例えば配線、入力部92、報知部99等が配置される。
報知部99は、例えばブザー(音発生素子)であり、第1指針駆動用モータユニット5が出力した駆動信号に応じて、音を報知する。なお、報知部99は、ランプ(発光素子)、振動素子等であってもよい。
図2は、本実施形態に係る記憶部55が記憶する情報の一例を示す図である。図2に示すように、記憶部55は、接続端子に、接続されるユニット、制御対象、制御指示に対応する駆動信号を対応付けて記憶する。記憶部55は、例えば、第1の接続端子である第1の出力部53−1に、接続されるユニットとして第2指針駆動用モータユニット6、制御対象として第3のモータ67、コマンドに対応する駆動信号として正転と逆転等を対応付けて記憶する。
なお、主制御部4が出力するコマンドには、制御対象のユニット、制御対象のモータまたは報知部、および制御指示が含まれている。また、制御指示には、制御対象がモータの場合、運針方向(正転、逆転)、運針数(正転させるステップ数、または逆転させるステップ数)等が含まれている。なお、ステップ数とは、ステッピングモータであるモータ(57A、57B、67、77、87)を回転させるときのステップ数である。また、制御指示には、制御対象が報知部99の場合、単音を発する指示、連続音を発する指示等が含まれている。
図3は、従来技術による多機能電子機器901の構成を示す構成図である。図2に示すように、従来技術による多機能電子機器901は、発振回路902、操作部903、主制御部904、第1指針駆動用モータユニット905、および第2指針駆動用モータユニット906を備えている。
第1指針駆動用モータユニット905は、モータ957A、モータ957B、第1指針958A、および第2指針958Bを備えている。第2指針駆動用モータユニット906は、モータ967および第3指針968を備えている。
主制御部904は、例えば時刻を表示するとき、モータ957A、モータ957B、およびモータ967それぞれの駆動信号を生成し、生成した駆動信号それぞれを対応するモータ957A、モータ957B、およびモータ967に出力する。
モータ957A、モータ957B、およびモータ967は、ステッピングモータであり、主制御部904が出力した駆動信号によって、対応する第1指針958A、第2指針958B、第3指針968を駆動する。
図4は、本実施形態に係る基体11上に主制御部4、第1指針駆動用モータユニット5、第2指針駆動用モータユニット6、第3指針駆動用モータユニット7、および第4指針駆動用モータユニット8を配置した一例を示す図である。なお、図4において、各ユニットにおいて、各指針等を省略している。なお、図4に示す例は、多機能電子機器1が、4つのユニット(第1指針駆動用モータユニット5、第2指針駆動用モータユニット6、第3指針駆動用モータユニット7、および第4指針駆動用モータユニット8)を備える例である。なお、図4では、発振回路2、操作部3、通信部10等の図示を省略している。
また、本実施形態では、線ABを中心に時計回りの位置A〜位置Dそれぞれを、12時の位置、3時の位置、6時の位置、9時の位置という。
また、第1指針駆動用モータユニット5は、支持体51上に入力部52、第1の出力部53−1〜第3の出力部53−3が形成され、支持体51上に第1のモータ57Aと第2のモータ57Bが取り付けられている。なお、本実施形態において、基体上とは、基体の表側と裏側のうちの少なくとも1つ側である。例えば、入力部52は、支持体51の裏側に形成されていてもよく、表側に形成されていてもよい。入力部52は、主制御部4との接続部である。また、第1の出力部53−1は、第2指針駆動用モータユニット6との接続部であり、第2の出力部53−2は、第3指針駆動用モータユニット7との接続部であり、第3の出力部53−3は、第4指針駆動用モータユニット8との接続部である。
図5は、本実施形態に係る主制御部4と第1指針駆動用モータユニット5との接続、第1指針駆動用モータユニット5と第2指針駆動用モータユニット6との接続を示す図である。
図5に示すように、主制御部4は、基体11上で、5本(SS、SCLK、MOSI、MISO、BUSY)の配線パターンである副接続部101によって第1指針駆動用モータユニット5の入力部52が接続されている。さらに、入力部52は、支持体51上で、5本の配線パターンである接続部111によって制御部56が接続されている。制御部56は、支持体51上で、2本の配線パターンである接続部112によって第2のモータ57Bが接続され、2本の配線パターンである接続部113によって第3の出力部53−3が接続されている。
また、第3の出力部53−3は、基体11上で、2本の配線パターンである主接続部102によって第2指針駆動用モータユニット6の入力部72が接続されている。
図6は、本実施形態に係る主制御部4と制御部56との通信信号の例と、制御部56が各モータに出力する駆動信号の例を示す図である。図6において、横軸は時刻を表し、縦軸は、各信号のH(ハイ)レベルとL(ロー)レベルを表している。図6において、SS、SCLK、MOSI、MISO、およびBUSYは、主制御部4と制御部56の制御信号である。また、M10とM11は、第1のモータ57Aの駆動信号、M20とM21は、第2のモータ57Bの駆動信号、M30とM31は、第3のモータ67の駆動信号である。
SCLKは、システムクロックである。主制御部4が制御部56にSCLKを出力する。
MOSIは、主制御部4が出力するコマンドである。
MISOは、制御部56が出力する情報である。
BUSYは、制御部56がコマンドの実行中に主制御部4へ出力する信号である。
なお、時刻t3、t5、t7は、制御部56が、コマンドを取り込むタイミングの一例である。また、図6において、コマンドは8bit(ビット)であるとする。
制御部56は、第1のモータ57Aの第1の駆動信号としてM10および第3のモータ67の第1の駆動信号としてM31を、時刻t10〜t11の期間および時刻t14〜t15の期間出力する。また、制御部56は、第1のモータ57Aの第2の駆動信号としてM11および第3のモータ67の第2の駆動信号としてM32を、時刻t12〜t13の期間および時刻t16〜t17の期間出力する。なお、制御部56は、発振回路54が生成した基準信号(例えば1Hz)の立ち上がりのタイミングで、各モータへの駆動信号を出力する。
制御部56は、コマンドの実行後、時刻t18のときBUSYをHレベルからLレベルに変化させる。
図7は、本実施形態に係る多機能電子機器1の処理のシーケンス図である。なお、図7に示す例では、多機能電子機器1が、3つのユニット(第1指針駆動用モータユニット5、第2指針駆動用モータユニット6、第5指針駆動用モータユニット9)を備えている例である。また、第1指針駆動用モータユニット5は、2つのモータ(57A、57B)を備え、第2指針駆動用モータユニット6は、第3のモータ67を備え、付加ユニットは、報知部99を備える。また、第1の出力部53−1には、基体11上の主接続部(配線パターン)を介して第2指針駆動用モータユニット6が接続されている。第2の出力部53−2には、基体11上の主接続部(配線パターン)を介して付加ユニット9が接続されている。
(ステップS2)主制御部4は、生成したコマンドを、副接続部101、入力部52および接続部111を介して制御部56へ出力する。
(ステップS4)制御部56は、取得したコマンドと記憶部55が記憶している情報を用いて、第1のモータ57A、第2のモータ57B、第3のモータ67、報知部99に対する駆動信号を生成する。
(ステップS6)制御部56は、生成した駆動信号を付加ユニット9へ支持体51上の接続部、第2の出力部53−2、基体11上の主接続部、入力部92を介して、付加ユニット9へ出力する。
(ステップS8)制御部56は、ステップS4で生成したコマンドに応じて、第2のモータ57Bを駆動する。
(ステップS10)制御部56は、ステップS4で生成したコマンドに応じて、報知部99を駆動する。
ここで、主制御部4が、通信部10、ネットワーク(不図示)を介して、端末20から指示を受信した場合の処理の例を説明する。なお、多機能電子機器1が、第1指針駆動用モータユニット5、第2指針駆動用モータユニット6、および第3指針駆動用モータユニット7を備えているとする。
端末20は、メールを受信したことを示す情報を、ネットワークを介して、多機能電子機器1へ送信する。
続けて、主制御部4は、メールを受信したことを示す情報に応じて、第3指針駆動用モータユニット7の第4指針78を、メールを受信したことを示す位置に駆動するコマンドを生成し、生成したコマンドを制御部56へ出力する。
続けて、制御部56は、取得したコマンドと記憶部55が記憶する情報を用いて、第4のモータ77を駆動する駆動信号を生成する。なお、記憶部55は、メールを受信したことを示す位置に第4指針78を駆動するコマンドに、第4のモータ77の駆動信号が対応付けて記憶している。
なお、メールを受信したことを示す位置に駆動した第4指針78は、例えば、端末20が受信したメールを利用者が確認した後、端末20が第4指針78を初期位置へ戻す指示を多機能電子機器1へ送信する。多機能電子機器1は、端末20が出力した第4指針78を初期位置へ戻す指示に応じて、第4指針78を初期位置へ戻す。
また、本実施形態では、第1指針駆動用モータユニット5に、他のユニット(例えば第2指針駆動用モータユニット6〜付加ユニット9)が接続されている例を説明したが、これに限られない。例えば、第3指針駆動用モータユニット7は、第2指針駆動用モータユニット6に接続されていてもよい。この場合、例えば、第2指針駆動用モータユニット6が、自ユニットに対する入力部62と、他ユニットに対する入力部(不図示)を備え、さらに他ユニットに対する出力部(不図示)を備えるようにしてもよい。これにより、基体11上での配置の自由度がさらに増す。この結果、多機能電子機器1をさらに小型化できる。
本発明の指針駆動用モータユニットが駆動する指針は、回転針を含む。また、当該指針は、時計用途の他、磁石盤、各種メーターなどの指示装置に用いられる針を含む。
また、用途も種々変更可能である。例えば、内燃機関、モータ等により駆動される車両に搭載されたBLE送受信装置から、運転者等が装着するスマートウォッチ(多機能電子機器)が車速情報、回転数情報、燃料残量情報等を受信し、それら車速、回転数、燃料残量等を表示するためのコマンドをスマートウォッチのマイコン(主制御部)から指針駆動用モータユニットのドライブIC(制御部)に送信することもできる。これにより、指針駆動用モータユニットの指針が車速情報等を表示することができる。また、車載の計器類表示部(インパネ内部等)に、直接、指針駆動用モータユニットを実装することもできる。
Claims (8)
- 支持体と、
前記支持体に回転可能に支持される指針と、
前記指針を回転させるステッピングモータと、
前記支持体の外部に配置された主制御部から出力された第1の信号が入力される入力部と、
前記支持体に配置され、前記第1の信号に応じて、前記ステッピングモータの駆動を制御するとともに、他の支持体に支持された他の指針を回転させる他のステッピングモータの駆動を制御するための第2の信号を生成する制御部と、
前記第2の信号を出力する出力部と、
を備える指針駆動用モータユニット。 - 前記支持体に配置され、基準信号を出力する発振回路を備え、
前記制御部は、前記第1の信号に含まれる情報に基づき、前記発振回路が出力する前記基準信号に同期して、前記ステッピングモータおよび前記他のステッピングモータのうち少なくとも1つの駆動を制御する、
請求項1に記載の指針駆動用モータユニット。 - 前記制御部は、前記第1の信号が前記入力部に所定の時間以上入力されない場合、前記基準信号に基づいて、前記ステッピングモータの駆動を制御する、
請求項2に記載の指針駆動用モータユニット。 - 前記制御部は、前記第1の信号に含まれる情報に応じて、前記ステッピングモータおよび前記他のステッピングモータのうち少なくとも1つの駆動を制御する間、当該制御を行っていることを示す信号を前記入力部を介して前記主制御部に出力する、
請求項1に記載の指針駆動用モータユニット。 - 前記ステッピングモータは、第1のステッピングモータと、第2のステッピングモータを含み、
前記指針は、前記第1のステッピングモータによって駆動される分針と、前記第2のステッピングモータによって駆動される時針と、を含む、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の指針駆動用モータユニット。 - 前記他のステッピングモータは、複数であり、
前記出力部は、前記他のステッピングモータのそれぞれに対して前記第2の信号を出力可能に複数設けられ、
前記制御部は、前記他のステッピングモータのそれぞれを制御する前記第2の信号を複数生成し、前記複数の出力部に出力する、
請求項1に記載の指針駆動用モータユニット。 - 前記制御部は、前記支持体および前記他の支持体の外部に配置された音発生素子、発光素子、振動素子のうち少なくとも1つを制御する、
請求項1に記載の指針駆動用モータユニット。 - 支持体と、前記支持体に回転可能に支持される指針と、前記指針を回転させるステッピングモータと、前記支持体の外部に配置された主制御部から出力された第1の信号が入力される入力部と、前記支持体に配置され、前記第1の信号に応じて、前記ステッピングモータの駆動を制御するとともに、他の支持体に支持された他の指針を回転させる他のステッピングモータの駆動を制御するための第2の信号を生成する制御部と、前記第2の信号を出力する出力部と、を備える指針駆動用モータユニットの制御方法であって、
前記制御部が、前記主制御部から出力された前記第1の信号に応じて、前記ステッピングモータおよび前記他のステッピングモータのうち少なくとも1つの駆動を制御する手順、
を含む指針駆動用モータユニットの制御方法。
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